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15 mars 2011 II La problématique du réglage de tension dans les réseaux de distribution électriques. 23. II.1 Introduction .
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Table des matières
II. Présentation de la régulation de tension dans le réseau de distribution ............................................. 8
2.1. Introduction générale ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ Б
2.2. Introduction du système électrique ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ Б
2.2.1. Production ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ В
2.2.2. Réseau de transport ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉ
2.2.3. Réseau de distribution ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉ
2.3. Régulation de la tension dans les réseaux électriques ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЊ
2.3.1. Régulation de la tension dans les réseaux de transport ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЋ
2.3.1.1. Réglage primaire de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЌ
2.3.1.2. Réglage secondaire de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЌ
2.3.1.3. Réglage tertiaire de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЌ
2.3.2. Régulation de la tension dans les réseaux de distribution ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЍ
2.3.2.1. Le régleur en charge au transformateur HTB/HTA ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЍ
2.3.2.3. Le dimensionnement ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊА
2.4. Le raccordement des productions décentralisées et leurs impacts sur le réseau
électrique ЊА
2.4.1. Les types de DG ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊА
2.4.1.1. Eolienne ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊБ
2.4.1.2. Photovoltaïque ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊБ
2.4.1.3. Cogénération (CHP) ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊВ
2.4.1.4. Autres types͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊВ
2.4.2. Le raccordement de DG dans le réseau public ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЉ
2.4.2.1. Génératrice asynchrone à vitesse de rotation fixe ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЉ
2.4.2.2. Machine asynchrone à double alimentation ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЉ
2.4.2.3. Machine synchrone à aimants permanents ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЊ
2.4.3. le contrôle de DG local au raccordement dans le réseau HTA ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЋ
2.4.3.1. " Fit and forget » mode ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЋ
2.4.3.2. Contrôle du facteur de puissance fixé ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЋ
2.4.3.3. Contrôle avec un régleur de tension local ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЋ
2.5. Une étude du réglage de tension en présence de DG ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЌ
2.5.1.
Le réglage de tension conventionnel ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЌ
2.5.1.1. La consigne du régleur en charge et le deadband͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЍ
2.5.1.2. Le contrôle du banc de condensateur ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЍ
2.5.2. Le contrôle local du DG ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЍ
2.5.3. Scénario numérique ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋЎ
2.6. Conclusion͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЋВ
III. Régulation optimale de la tension en présence des productions décentralisées (DG) ..................... ЌЊ
3.1. Introduction ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЊ
3.2. L"état de l"art du contrôle de DG pour la régulation de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЋ
3.2.1. Réglage de tension avec le contrôle local ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЋ
3.2.2. Réglage de tension avec le contrôle global ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЋ
3.2.2.1. Contrôle centralisé ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЌ
3.2.2.2. Contrôle décentralisé ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌЎ
3.3.3. Approximation avec le coefficient de sensibilité ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌА
3.3.3.1. Coefficient de sensibilité du couplage V-Q ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌБ
3.3.3.2. Coefficient de sensibilité du couplage V-P ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌВ
3.3.3.3. Coefficient de sensibilité du couplage V-T ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌВ
3.3.4. Variables de contrôle et leur priorité à la participation du réglage de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЌВ
3.3.5. L"approche de l"optimisation PNM-D ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍЉ
3.3.5.1. Formulation de l"optimisation OLTC ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍЊ
3.3.5.2. Formulation de l"optimisation Q+OLTC ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍЋ
3.3.5.3. Formulation de l"optimisation P+OLTC ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍЌ
3.3.5.4. Convexification de la contrainte du courant ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍЎ
3.4.1. Description du réseau test ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍА
3.4.2. Les scénarii " snapshot » et leurs résultats numériques ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЍБ
3.4.3. Le scénario temporel et ses résultats numériques ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЎЊ
3.5.1. Contraintes pour limiter l"opération de l"OLTC ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЎЎ
4.3.1. Modèle physique de " DR » d"un parc de charges thermiques ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЉ
4.3.1.1. Modèle d"un parc de charges thermiques ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЉ
4.3.1.2. Effet rebond (CLPU) ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЊ
4.3.1.3. Caractéristiques de l"effet rebond ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЌ
4.3.1.4. Les profils approximés de DR͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЌ
4.3.2. Contraintes du programme de DR͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЍ
4.3.3. Modèle de charge statique ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЍ
4.3.3.1. Le modèle ZIP polynômial͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЍ
4.3.3.2. Le modèle exponentiel ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЎ
4.3.3.3. Le modèle fréquentiel de charge ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЎ
4.3.4. Analyse de la sensibilité pour le couplage de la charge et la tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЎ
4.3.4.1. Matrice de sensibilité avec le modèle à P constante ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АЎ
4.3.5. Application numérique en comparaison des modèles ZIP ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ АБ
4.4. Validation de la contribution du programme DR pour le contrôle de tension
centralisé dans le réseau HTA ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ БЉ
4.4.1. Modélisation des charges thermiques avec le TLA ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ БЉ
4.4.2. Contrôle des charges avec la stratégie " file prioritaire » ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ БЍ
4.4.4. Mise en oeuvre logicielle ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ БВ
4.4.5. Simulation d"un scénario temporel et ses résultats ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ВЉ
4.4.6.
Evaluation de la faisabilité et analyse de valorisation ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ВА
4.4.7. Organisation des relations pour le programme de DR ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ВВ
4.5. Conclusion͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЊ
V. Etude de cas : une stratégie de recharge décentralisée de VE en vue de soulager l"impact sur le
plan de tension dans le réseau BT ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЋ
5.1. Introduction ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЋ
5.2. Le modèle de recharge des VE ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЋ
5.3. Algorithmes décentralisés pour le contrôle de tension ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЌ
5.4. Formulation de l"optimisation et la convergence des approches ͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЉЍ
5.6. Conclusion͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵͵ ЊЊЊ
VI. Conclusion générale et perspectives ............................................................................................... 112
I. Introduction Générale
1.1. Contexte du réglage de tension dans un réseau de distribution
actifLes productions décentralisées (DG) raccordées dans le réseau de distribution ont augmenté
rapidement ces dernières années. L"accueil de ces productions a posé de nouveaux problèmes au
gestionnaire puisque le réseau de distribution actuel n"était pas conçu pour ce changement. D"autre
part, la consommation électrique est en augmentation dans le réseau actuel, en particulier les pointes
de puissance (+30% depuis 2000 contre une augmentation de la consommation énergétique de 10%en France). Ces deux facteurs font que les réseaux de distribution risquent d"être de plus en plus
contraints. Un des problèmes est que la contrainte de tension est plus compliquée, et celle-ci ne
pourra être gérée par le seul réglage de tension conventionnel dans certains cas. Par conséquent, le
nombre de DG raccordées dans le réseau de distribution est limité. Une méthode plus adaptée doit
être mise en place pour maîtriser le plan de tension dans cette nouvelle configuration du réseau de
distribution.1.2. Objectif du travail
Cette thèse a pour objectif de proposer des solutions pour résoudre les contraintes de tension dans
un réseau de distribution en présence des productions décentralisées.Les moyens de réglage de la
tension sont constitués du régleur en charge (OLTC), la régulation de la puissance réactive et la
puissance active des DG, et éventuellement les charges flexibles. Le programme de " demand
response » (DR) utilisant les charges thermiques est une solution potentielle pour participer au
réglage de tension d"une façon moins couteuse par rapport à la réduction de DG ou un
investissement en dispositifs de stockage. Le travail de cette thèse consiste à faire la coordination de
tous ces moyens de réglage de façon optimisée, et il permettra d"envisager un réglage de tension
compréhensif dans les réseaux de distribution intelligents du futur pour améliorer leur fiabilité.
1.3. Organisation du mémoire
Le mémoire est organisé en cinq chapitres : le début commence par le chapitre II où le
fonctionnement du système électrique est présenté et particulièrement ce qui concerne le réglage de
tension dans le réseau électrique de distribution, via le régleur en charge.Différents types de productions décentralisées et leurs technologies pour se raccorder au réseau
public sont présentés. Le raccordement des productions décentralisées peut affecter le profil de
tension à cause du flux de puissance bidirectionnel et de leur caractère d"intermittence. Une étude
de cas est menée sur le réglage de tension conventionnel en présence des productions décentralisées
et elle a montré que l"utilisation du régleur en charge ne peut pas être suffisante pour régler la
tension dans la plage admissible. Il faut envisager d"autres solutions pour participer au réglage de
tension.Dans le chapitre III, le contrôle de tension coordonné est discuté : il existe deux structures
centralisée et décentralisée pour mettre en place un contrôle coordonné entre différents acteurs. Une
approche par l"optimisation centralisée concernant le régleur en charge et la régulation de puissance
de DG est présentée. Dans cette approche, les optimisations de la puissance réactive et de la
puissance active du DG sont découplées. La contrainte de tension est levée initialement par le
régleur en charge, puis une coordination entre le régleur en charge et la puissance réactive du DG.
Si ces solutions sont insuffisantes, il faut finalement réduire la puissance active du DG pour lever la
contrainte de tension. L"approche proposée a été effectuée avec un réseau test avec plusieurs
départs, et la performance de cette optimisation est analysée.Dans le chapitre IV, la flexibilité de la charge dans le réseau est représentée pour participer au
réglage de tension. En effet, la gestion de la charge flexible ou dite programme de " demand
response » (DR) pourrait être une alternative moins coûteuse et/ou contraignante par rapport à la
réduction de la puissance active du DG. Ensuite deux typologies de charges flexibles, la chargethermique et le véhicule électrique, sont présentées. En modélisant le comportement des charges
thermiques en foisonnement, il est montré que si l"effacement des charges thermiques est effectué,
il faut tenir compte d"un pic de consommation nommé " cold load pick-up » (CLPU) qui suit laremise en route des charges à cause du phénomène de synchronisation des charges. De ce fait,
d"abord un modèle simplifié de DR nommé " profil type » est utilisé pour prévoir l"impact de
CLPU. Puis une stratégie " file prioritaire » est proposée pour piloter la puissance des charges avec
un moindre effet du CLPU et moins d"impacts sur le confort des utilisateurs. Le couplage de latension/puissance en régime permanent est également analysé avec un modèle de charge de type
ZIP (trois composantes : impédance constante, courant constant et puissance constante).Ensuite une méthodologie avec l"optimisation est proposée pour planifier le programme de DR afin
de contribuer au réglage de tension. L"optimisation a pour objectif de minimiser l"impact de DRsous les contraintes du système électrique et de la disponibilité des charges flexibles. Cette
approche permet d"améliorer la performance du réglage de tension et par conséquent de maintenir le
plus possible la puissance active de DG. Une évaluation statistique de la performance est analysée.
Dans le chapitre V, une étude de cas est menée sur la recharge des véhicules électriques (VE) dans
le réseau BT. Le but de cette étude est de minimiser l"impact sur la tension du réseau BT lors de la
recharge des VE, ce qui fait un lien avec les autres parties du mémoire. Un mécanisme itératif de
l"optimisation décentralisée est proposé. Différentes fonctions objectif sont comparées en termes de
convergence. Cette approche décentralisée est aussi comparée avec une approche locale. La
performance de ces méthodologies de recharge sur le plan de tension est analysée.Les conclusions et perspectives de l"étude présentée dans ce mémoire sont données dans le chapitre
VI. II. Présentation de la régulation de tension dans le réseau de distribution2.1. Introduction générale
Le système électrique est organisé d"une manière hiérarchisée qui comprend trois composantes
principales : production, réseau de transport ainsi que réseau de distribution. Le secteur de
production fournit l"énergie électrique produite par des centrales, cette énergie est ensuite transmise
par le réseau de transport et puis délivrée aux consommateurs finaux au travers du réseau de
distribution. Le réseau de distribution est dit " passif » dans le sens où le flux de puissance est
toujours unidirectionnel le long des départs alimentés par le poste source. Depuis plusieurs années,
les productions décentralisées (distributed generation ou DG) sont de plus en plus raccordées dans
le système électrique, notamment dans le réseau de distribution, rendant ce dernier plus actif en
modifiant les flux de puissances qui peuvent devenir bidirectionnels. Dans un réseau de distribution
conventionnel (sans DG), la tension baisse le long du départ, avec un point haut au jeu de barres.
Cette situation peut être changée avec le raccordement des DG, voire affecter le bon
fonctionnement du réglage de tension, ce qui va poser des problèmes au gestionnaire pour le
pilotage du réseau.Ce chapitre est organisé en quatre parties. Après un bref rappel de l"introduction du système
électrique, une description plus détaillée sur la régulation de tension au sein du réseau électrique est
donnée en deuxième partie. Les productions décentralisées ainsi que leur raccordement dans le
réseau public sont ensuite présentés. La problématique du réglage de tension en présence de DG
dans le régime permanent est donnée avec une simulation du réseau test. Enfin une brève
conclusion est présentée en dernière partie.2.2. Introduction du système électrique
Le système électrique est un ensemble d"infrastructures énergétiques permettant d"acheminer
l"énergie électrique des centres de production vers les consommateurs. L"énergie électrique peut
être produite non seulement à partir de sources traditionnelles telles que les combustibles fossiles et
la fission nucléaire, mais aussi des sources renouvelables comme l"hydraulique, le vent, le soleil, la
biomasse, ...Le réseau électrique a pour mission de connecter les centres de production et les
consommateurs d"électricité. Du point de vue physique, le réseau électrique est organisé en
différents niveaux de tension: le réseau de transport et de répartition, auxquels sont connectés les
grands groupes de production centralisée, et le réseau de distribution alimentant la plupart des
consommateurs. Un schéma du système électrique représente cette organisation en figure 2.1, avec
une structuration des niveaux de tension dans le cas de la France :Figure II-1. Le système électrique
2.2.1. Production
La production d"électricité est essentiellement un secteur industriel, destiné à mettre à disposition de
l"ensemble des consommateurs la possibilité d"un approvisionnement adapté à leurs besoins en
énergie électrique. Un site de production est généralement composé d"un ou plusieurs alternateurs
synchrones et connecté sur le réseau de transport via un transformateur de groupe. La gamme de puissance active pour les groupes centralisés varie de quelques dizaines de MW pour les petitescentrales hydrauliques à plus d"un GW pour les centrales nucléaires les plus puissantes (1800MW
pour les EPR en construction).Depuis une dizaine d"années, les énergies renouvelables (EnR) représentent une part croissante de
la production d"électricité dans le monde, avec des pays leaders (en figure II-2) [IEA, 2012]. Ces
énergies sont souvent produites par des générateurs décentralisés à petite échelle par rapport aux
centrales traditionnelles et connectées aux réseaux de distribution au lieu des réseaux de transport.
Figure II-2. Accroissance d"EnR dans le monde
2.2.2. Réseau de transport
Le réseau de transport achemine l"électricité depuis son lieu de production jusqu"au réseau de
distribution, et assure l"interconnexion avec les réseaux des pays voisins. La plupart des réseaux de
transport sont en courant alternatif (CA) triphasé, toutefois le besoin de liaisons à longue distance
ou sous-marines contribue au développement de liaisons HVDC puis à terme de réseaux HVDC.Le réseau de transport français est structuré en plusieurs niveaux de tension, de 63 kV à 400kV
(appellation " haute tension B, HTB »). On retrouve la même structuration dans tous les pays,même si les niveaux de tension les plus élevés peuvent différer (avec des tensions de 500kV, 750kV
voire plus). Pour la plaque européenne (zone ENTSOe) le niveau le plus élevé est 400kV. Il a
toujours une topologie maillée pour améliorer la sécurité de fonctionnement avec le critère usuel N-
1.En Europe, de l"Espagne à la Pologne, tous les gestionnaires des réseaux de transport réunis sous la
bannière de l"ENTSOe assurent ensemble la gestion globale du réseau de transport européen. Ces
interconnexions à l"échelle européenne permettent de créer une solidarité entre les partenaires en
mutualisant les réserves lors d"une défaillance d"un équipement de transport ou de production. Elle
favorise également les échanges commerciaux entre pays.2.2.3. Réseau de distribution
Un réseau de distribution est la partie d"un réseau électrique desservant les consommateurs
d"électricité. Il achemine l"énergie électrique d"un réseau de transport ou un réseau de répartition
aux transformateurs desservant les clients locaux. Ils sont composés de postes source (avec lestransformateurs, les équipements de compensation, et ceux de protection et contrôle-commande), et
de lignes aériennes ou souterraines. Le réseau de distribution dessert parfois directement des clients
industriels (en France la limite supérieure pour la connexion d"une charge en HTA est environ 10 MW).La tension des réseaux de distribution se situe normalement entre 50 kV et 400V. Ils sont constitués
de deux niveaux d"appellation : " haute tension A » (HTA) et " basse tension » (BT). Le réseau
HTA en France est majoritairement au niveau 20kV et une part en 15kV. Ces niveaux de tensionoffrent un compromis technico-économique qui permet à la fois, de diminuer les chutes de tension,
de minimiser le nombre de postes source (poste de connexion HTB/HTA) mais également de limiter les contraintes techniques et économiques inhérentes aux hautes tensions.Un réseau de distribution a généralement une structure radiale, chaque départ raccordé au jeu de
barres du poste source dessert un " arbre » se subdivisant à plusieurs reprises (avec des artères
principales et secondaires) avant d"atteindre les transformateurs de distribution. Ces réseaux radiaux
peuvent se rejoindre en des points d"interconnexion normalement ouverts : ils permettent de
reconfigurer le réseau suite à un défaut afin de limiter le nombre de clients hors tension.Figure II-3. Description d"un réseau radial
2.3. Régulation de la tension dans les réseaux électriques
La tension est une caractéristique fondamentale des réseaux électriques. Une tension trop haute peut
endommager le matériel. À puissance égale, une tension trop basse induit un courant plus élevé,
donc des pertes par effet Joule plus importantes auxquelles s"ajoutent des risques de surintensité et
de destruction du matériel. Sur- et sous-tension peuvent aussi provoquer des problèmes de
fonctionnement de l"équipement raccordé au réseau. La régulation de la tension répond aux trois
exigences suivantes :quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46[PDF] la tension de l'électique
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